JP2016016461A - 微小振動素子用ばねの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、図面を参照して、本発明の第1の実施の形態について詳細に説明する。
図1〜図3に示す微小構造体は、中央部に平面視略矩形の開口1aが形成された平面視略矩形の枠部材1と、一端が開口1aの1組の対辺にそれぞれ接続された一対のばね2と、平面視略矩形に形成され、ばね2の他端が1組の対辺にそれぞれ接続され、開口1a内で移動可能に支持された振動子3とを備えている。
ここで、基部11の材料としては、例えば、シリコン、ポリイミド、ガラスエポキシ、PDMS(ポリジメチルシロキサン)、ガラス、アクリル樹脂などが用いられる。
一方、接続部12は、例えばシリコン酸化膜など、基部11の材料の酸化物から構成されている。
なお、枠部材1には、ばね2を介して電気的に接続された振動子3と各種信号をやりとりするための電気回路を備えるようにしてもよい。
また、導電層21は、図2に示すように、平面視矩形の環状の枠部21aと、一端が枠部21aの一方の長辺の両端近傍に接続され、他端が枠部材1に接続された棒状の一対の枠部材側梁部21bと、一端が枠部21aの他方の長辺の両端近傍に接続され、他端が振動子3に接続された棒状の一対の振動子側梁部21cとから構成されている。
なお、本実施の形態において、ばね本体22は、製造方法の都合上、導電層21の下面(図3の紙面に対して下方)以外の面に形成されている。
ここで、基部31の材料としては、例えば、シリコン、ポリイミド、ガラスエポキシ、PDMS(ポリジメチルシロキサン)、ガラス、アクリル樹脂などが用いられる。一方、接続部32は、例えばシリコン酸化膜など、基部31の材料の酸化物から構成されている。
次に、図4A〜図4Lを参照して本実施の形態にかかるばね2を備えた微小構造体の製造方法について説明する。
そして、基板100上面の第1の酸化膜101上にレジスト材料を塗布し、このレジスト材料に対して所望のパターンを有するマスクを用いて露光することにより、第1の酸化膜101上の所望の位置に開口部が形成されたレジストパターン103を形成する。
ここで、基板100のエッチングは、例えばICP−RIE(ICP:Inductive Coupled Plasma、RIE:Reactive Ion Etching)など公知のDRIE(Deep Reactive Ion Etching)により行うことができる。本実施の形態においては、第1の酸化膜101の開口部から露出した基板100に深さ450[μm]の溝104を形成した。このとき、レジストパターン103は、基板100のエッチング中にアッシングされて消滅する。
なお、第2の酸化膜105,106を形成した後、第2の酸化膜105の一部を除去することにより、導電層21によって枠部材1と振動子3とが導通されるようする。その第2の酸化膜105除去は、例えば、第2の酸化膜105上にレジスト材料を塗布し、このレジスト材料に対して所望のパターンを有するマスクを用いて露光することにより、第2の酸化膜105上の所望の位置に開口部が形成されたレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして第2の酸化膜105をエッチングにより選択的に除去することにより行うことができる。
このとき、溝104内部は、埋め尽くされず、表面に非導電性樹脂層107が形成された状態となっている。したがって、非導電性樹脂層107には、基板100の上面側に開口した溝が形成されることとなる。この溝は、ばね2の両端を結ぶものとなっている。
具体的には、まず、図4Gに示すように、ETFE(Ethylene tetrafluoroethylene)ポリマーからなるベースフィルム200を用意し、このベースフィルム200上に液状の導電性の樹脂をスピン塗布して仮硬化させることにより、ベースフィルム200上に導電性樹脂層201を形成する。
本実施の形態において、導電性樹脂層201としては、PEDOT−PSS溶液(ドイツ国ヘレウス社製)を塗布する。また、ベースフィルム200としては、NTT−AT社製の転写フィルム(厚さ50[μm]、http://keytech.ntt-at.co.jp/electro/prd_0015.html)を用いる。また、後の工程でベースフィルム200からの樹脂の剥離を容易にするために、ベースフィルム200上面に表面処理剤(NTT−AT社製フィルムコンディショナーS−101)を予め塗布するようにしてもよい。
ここで、第2の酸化膜106は、例えば、緩衝フッ酸溶液によりウェットエッチングすることにより除去することができる。保持基板109としては、例えばシリコン基板を用いることができる。また、保持基板109の接着は、例えば接着剤を用いることにより実現することができる。
これにより、ばね本体22の内部に導電層21が形成されたばね2を備えた微小構造体が作製されることとなる。
次に、本発明に係る第2の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、上述した第1の実施の形態における導電層21およびばね本体22に対応する構成をそれぞれSTP法により製造するものである。したがって、本実施の形態において、第1の実施の形態と同等の構成については同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。
まず、図4Eに示したように、溝104内部を含む基板100の上面および基板100の下面に第2の酸化膜105,106を形成した基板100を用意する。
本実施の形態において、非導電性樹脂層301としては、液状のパリレン(登録商標)樹脂を塗布する。また、ベースフィルム300としては、NTT−AT社製の転写フィルム(厚さ50[μm])を用いる。また、後の工程でベースフィルム300からのパリレン(登録商標)樹脂の剥離を容易にするために、ベースフィルム300上面に表面処理剤(NTT−AT社製フィルムコンディショナーS−101)を予め塗布するようにしてもよい。
このとき、非導電性樹脂層301’の選択的な除去は、第2の酸化膜105に到達するまでは行われない。したがって、非導電性樹脂層301’には、基板100の上面側に開口した溝が形成されることとなる。
本実施の形態において、導電性樹脂層401としては、PEDOT−PSS溶液(ドイツ国ヘレウス社製)を塗布する。また、ベースフィルム400としては、NTT−AT社製の転写フィルム(厚さ50[μm]、http://keytech.ntt-at.co.jp/electro/prd_0015.html)を用いる。また、後の工程でベースフィルム400からの樹脂の剥離を容易にするために、ベースフィルム400上面に表面処理剤(NTT−AT社製フィルムコンディショナーS−101)を予め塗布するようにしてもよい。
そして、導電性樹脂層401’を除去した後の工程は、上述した第1の実施の形態で説明した図4K以降の工程と同等である。
次に、本発明に係る第3の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、上述した第1の実施の形態における導電層21およびばね本体22に対応する構成をSTP法により一度に製造するものである。したがって、本実施の形態において、第1の実施の形態と同等の構成については同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。
まず、図4Eに示したように、溝104内部を含む基板100の上面および基板100の下面に第2の酸化膜105,106を形成した基板100を用意する。
本実施の形態において、導電性樹脂層501としては、PEDOT−PSS溶液(ドイツ国ヘレウス社製)を塗布する。また、ベースフィルム500としては、NTT−AT社製の転写フィルム(厚さ50[μm]、http://keytech.ntt-at.co.jp/electro/prd_0015.html)を用いる。また、後の工程でベースフィルム500からの樹脂の剥離を容易にするために、ベースフィルム400上面に表面処理剤(NTT−AT社製フィルムコンディショナーS−101)を予め塗布するようにしてもよい。
本実施の形態において、非導電性樹脂層502としては、液状のパリレン(登録商標)樹脂を塗布する。
そして、続く工程は、上述した第1の実施の形態で説明した図4I以降の工程と同等である。
Claims (5)
- 振動子に一端が接続され、支持部に他端が接続された微小振動素子用ばねの製造方法であって、
非導電性の樹脂からなるばね本体を形成するばね本体形成ステップと、
導電性の樹脂からなる導電層を前記ばね本体内部に形成する導電層形成ステップと
を有することを特徴とする微小振動素子用ばねの製造方法。 - 請求項1記載の微小振動素子用ばねの製造方法において、
前記ばね本体形成ステップは、型に前記非導電性の樹脂を堆積することによって、前記一端と前記他端とを結ぶ溝を有する前記ばね本体を形成し、
前記導電層形成ステップは、前記ばね本体形成ステップの後、フィルム上に塗布された前記導電性の樹脂を前記非導電性の樹脂が堆積された前記型に真空中で熱圧着して、前記ばね本体の前記溝内に前記導電性の樹脂を埋め込むことにより前記導電層を前記ばね本体内部に形成する
ことを特徴とする微小振動素子用ばねの製造方法。 - 請求項1記載の微小振動素子用ばねの製造方法において、
前記ばね本体形成ステップは、
フィルム上に塗布された前記非導電性の樹脂を型に真空中で熱圧着して、前記型に形成された第1の溝内に前記非導電性の樹脂を埋め込むことにより前記ばね本体を形成する第1のステップと、
この第1のステップの後、前記ばね本体に前記一端と前記他端とを結ぶ第2の溝を形成する第2のステップとを有し、
前記導電層形成ステップは、前記ばね本体形成ステップの後、フィルム上に塗布された前記導電性の樹脂を前記ばね本体が形成された前記型に真空中で熱圧着して、前記第2の溝内に前記導電性の樹脂を埋め込むことにより前記導電層を前記ばね本体内部に形成する
ことを特徴とする微小振動素子用ばねの製造方法。 - 振動子に一端が接続され、支持部に他端が接続された微小振動素子用ばねの製造方法であって、
フィルム上に塗布された前記導電性の樹脂およびこの導電性の樹脂上に塗布された非導電性の樹脂を前記一端と前記他端とを結ぶ溝が形成された型に真空中で熱圧着して、前記溝内に前記非導電性の樹脂および前記導電性の樹脂を埋め込むことにより、前記ばね本体および前記導電層を一度に形成するステップ
を有することを特徴とする微小振動素子用ばねの製造方法。 - 請求項1乃至4の何れか1項に記載の微小振動素子用ばねの製造方法において、
前記ばね本体は、パリレン(登録商標)樹脂からなり、
前記導電層は、水分散ポリチオフェン誘導体からなる
ことを特徴とする微小振動素子用ばねの製造方法。
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